(57)【要約】【課題】エアーコンプレッサ等を用いることなく容易に、タイヤの空気圧を昇圧させることのできるタイヤ空気注入装置を提供する。【解決手段】タイヤ空気注入装置１０は、ブレーキペダル１４の踏み込み操作に応じて進退する入力ロッド２０と、この入力ロッド２０の進退動作により空気室２２内を摺動するピストン２４と、このピストン２４の摺動によって空気室２２内から押し出される空気をタイヤに注入するための注入管２６とを含む。タイヤ空気注入装置１０は、ブレーキペダル１４の踏み込み操作によるポンピングで、空気室２２の空気を押しだし、空気圧の低下したタイヤに空気を注入し昇圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの踏み込み操作に応じて進退する入力ロッドと、
前記入力ロッドの進退動作により空気室内を摺動するピストンと、
前記ピストンの摺動によって前記空気室内から押し出される空気をタイヤに注入するための注入管と、
を含むことを特徴とするタイヤ空気注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気注入装置、特に、ブレーキシステムを利用したタイヤ空気注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のタイヤの空気圧が利用推奨空気圧より低くなると、振動の原因になったり、燃費低下の原因になったりする。そのためタイヤの空気圧が低下した場合には、迅速にタイヤに空気を注入することが好ましい。また、釘刺さり等によりパンク状態となり空気圧が低下した場合は、修理工場に移動させたり、パンク修理キットを用いて応急修理を行う場合もタイヤに空気を注入して昇圧する必要がある。このような場合、タイヤへの空気注入はモータなどで駆動するエアーコンプレッサが利用される（例えば、特許文献１参照）。また、パンクなどで空気圧が低下したタイヤと空気圧が正常なタイヤとをチューブで連通させて空気圧が正常な方のタイヤから低い方のタイヤに空気を移動させて両者の空気圧を略同一にして応急的にパンクしたタイヤを使用可能状態にする技術も提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９６０３３号公報
【特許文献２】特開平１０−２９７２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のようなエアーコンプレッサを用いる場合、モータを駆動するための電源が必要である。通常シガーソケット電源から得ることができるが、低価格車では、シガーソケット電源が搭載されていない場合もあり、エアーコンプレッサが利用できない場合がある。また、エアーコンプレッサを車両に常備しておく必要があり常備品の増加や占有スペースの増加などの問題を生じる。また、特許文献２のように正常な空気圧のタイヤから空気を移動させる場合、正常なタイヤの空気圧を低下させることになるので、利用推奨空気圧を満たさないタイヤを増加させてしまうことになる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、エアーコンプレッサ等を用いることなく容易に、タイヤの空気圧を昇圧させることのできるタイヤ空気注入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のタイヤ空気注入装置は、ブレーキペダルの踏み込み操作に応じて進退する入力ロッドと、前記入力ロッドの進退動作により空気室内を摺動するピストンと、前記ピストンの摺動によって前記空気室内から押し出される空気をタイヤに注入するための注入管と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、注入管を空気圧が低下したタイヤのバルブに接続し、ブレーキペダルの踏み込み操作によるポンピングを行うことにより、空気の送り出しを行いタイヤを昇圧させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤ空気注入装置によれば、エアーコンプレッサ等を用いることなく容易に、タイヤの空気圧を昇圧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のタイヤ空気注入装置が接続されたブレーキシステムのブレーキペダル機構周辺の概略構成図である。
【図２】本実施形態のタイヤ空気注入装置の入力ロッドとブレーキレバーとの接続構造を説明する説明図である。
【図３】本実施形態のタイヤ空気注入装置の空気室にブースタを接続した状態を説明する説明図である。
【図４】本実施形態のタイヤ空気注入装置において、インマニポートに接続する二股継手を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態のタイヤ空気注入装置は、ブレーキペダルの踏み込み操作によるポンピングで、空気室の空気を押しだし、空気圧の低下したタイヤに空気を注入するものである。
【００１２】
図１は、本実施形態のタイヤ空気注入装置１０が接続されたブレーキシステムのブレーキペダル機構１２周辺の概略構成図である。ブレーキペダル機構１２において、運転者が足裏で操作するブレーキペダル１４は、回動軸１６を中心に揺動するブレーキレバー１８に固定されている。ブレーキペダル１４を矢印Ａ方向に踏み込むことで、図示を省略したオペレーションロッドがブレーキブースタを介してマスターシリンダを動作させる。その結果、ブレーキペダル１４の踏力に対応した液圧を発生させてディスクブレーキ等を動作させて制動力を発生させる。
【００１３】
本実施形態においては、ブレーキペダル１４の踏み込み動作に連動して動作するタイヤ空気注入装置１０がブレーキレバー１８の背面側に配置されている。タイヤ空気注入装置１０は、入力ロッド２０、空気室２２、ピストン２４、注入管２６とで構成されている。入力ロッド２０は、ブレーキペダル１４の踏み込み操作に応じて進退するストローク軸として機能する。ピストン２４は、入力ロッド２０の進退動作により空気室２２内を摺動する。注入管２６は、ピストン２４の摺動によって空気室２２内から押し出される空気をタイヤに注入するための高圧ホースである。注入管２６の先端には、図示を省略したタイヤのバルブに接続可能なソケット２６ａが設けられている。
【００１４】
空気室２２には、外部からの空気の取り入れのみを許容する逆止弁が設けられている。この逆止弁は、ピストン２４が矢印Ｎ方向に移動するときに外気を取り入れるために開弁する。一方、ピストン２４が矢印Ｍ方向に移動する場合には、逆止弁が閉弁して注入管２６に空気室２２内の空気を押し出す。なお、空気室２２の内部にはピストン２４を矢印Ｎ方向に常時付勢するリターンスプリング２８が配置され、入力ロッド２０からの入力がない場合には、図１の状態に復帰するようになっている。
【００１５】
タイヤ空気注入装置１０の空気室２２は、ブレーキペダル機構１２のペダルブラケット（不図示）を車両側壁面に固定するときに用いるスタッドボルトに共締めして固定することができる。また、入力ロッド２０は、図２に示すように、クレビス３０を介してブレーキレバー１８と接続することができる。その結果、ブレーキレバー１８が回動軸１６を中心に回動運動しても、入力ロッド２０はピストン２４の移動方向に沿う直線運動をすることができる。なお、入力ロッド２０は、ゴム材等の弾性材３２を介してクレビス３０に押し込み結合することができる。したがって、タイヤ空気注入装置１０は既存のブレーキペダル機構１２に容易に装着可能となる。
【００１６】
このように構成されるタイヤ空気注入装置１０の操作手順を説明する。  
まず、タイヤ空気注入装置１０の利用者は、空気圧を昇圧したいタイヤを選択する。例えば、釘刺さり等が原因で空気圧が低下したパンク状態のタイヤや、パンク修理キットの修理液の充填が完了した空気圧が低下した修理途中のタイヤ、経時変化により空気圧が低下したタイヤ等のような空気注入対象のタイヤを選択する。なお、パンクのように空気圧の低下が顕著に現れる場合は選択し易いが、それ以外の場合は、例えば、車両に搭載されたタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）からの情報に基づいて選択してもよい。また、利用者が、空気圧計で個々に測定して対象のタイヤを選択してもよい。
【００１７】
空気注入対象のタイヤが選択できたら、注入管２６のソケット２６ａを対象のタイヤのバルブに装着する。そして、ブレーキペダル１４を踏み込むことによるポンピング動作を繰り返し行う。その結果、空気室２２の空気が注入管２６を介して送り出されて、タイヤの空気圧が昇圧できる。
【００１８】
このように、本実施形態のタイヤ空気注入装置を用いれば、エアーコンプレッサ等を用いることなく容易にタイヤの空気圧を昇圧させることのできる。
【００１９】
ところで、タイヤの利用推奨空気圧は、タイヤの種類や径によって異なるが、乗用車で例えば２００〜２５０ｋＰａ（２．０〜２．５ｋｇ／ｃｍ3）程度であり、ブレーキペダル１４の踏み込みによるポンピングは、ある程度労力を要する。そこで、本実施形態のタイヤ空気注入装置１０は、エンジン負圧を用いたブースト機構を備えることができる。図３は、空気室２２にブースタ３４を接続した状態を説明する説明図である。
【００２０】
ブースタ３４は、内部が移動自在なダイヤフラムプレート３６によって負圧室３８と変圧室４０とに分離されている。ブレーキペダル１４を踏み込んでいないときは、負圧室３８と変圧室４０との間に配置された隔離バルブ（不図示）は開弁され、負圧室３８と変圧室４０との間に圧力差はない。負圧室３８にはエンジンのインテークマニホールド（インマニ）に連通した負圧ホース４２が接続されている。したがって、負圧室３８と変圧室４０はいずれも、インマニの負圧状態に応じた負圧状態になっている。ブレーキペダル１４が踏み込まれていない場合、負圧室３８と変圧室４０との圧力差はないので、ダイヤフラムプレート３６は、プッシュロッド４４を介して接続されたピストン２４を付勢するリターンスプリング２８付勢力により変圧室４０側に移動した状態になっている。
【００２１】
ブレーキペダル１４が踏み込まれると、負圧室３８と変圧室４０とを分離するべく、隔離バルブが閉弁される。また、入力ロッド２０の動作に伴い、変圧室４０を大気開放する開放バルブが開弁される。その結果、変圧室４０に大気圧が入り、ダイヤフラムプレート３６は負圧状態の負圧室３８側に押されると共に負圧により引っ張られる。このときのダイヤフラムプレート３６の移動に伴いプッシュロッド４４が移動し、ピストン２４を駆動する補助推力を発生する。ブレーキペダル１４を踏み込みを解除すると、開放バルブが閉弁し、隔離バルブが開弁する。その結果、負圧室３８と変圧室４０はいずれも負圧状態となり、ダイヤフラムプレート３６は、リターンスプリング２８によって変圧室４０側に押し戻されて次の踏み込み動作のときの補助推力発生に備える。
【００２２】
なお、エンジンのインマニの負圧は、ブレーキシステムのマスターシリンダを動作させるときの補助推力を発生するブレーキブースタにも供給される。そこで、本実施形態では、図４に示すように、インマニ４６のインマニポート４６ａに二股継手４８を接続し、一方のポート４８ａをブレーキブースタ側負圧ホース５０に接続し、他方のポート４８ｂをタイヤ空気注入装置１０用のブースタ３４の負圧ホース４２に接続している。その結果、ブレーキシステムを動作させるときと同様に、軽い踏み込み力により容易にタイヤ空気注入装置１０のよるポンピング動作を実現し、タイヤへの空気注入ができる。
【００２３】
以下に、タイヤ空気注入装置１０を用いて、タイヤに空気を注入する場合の操作例を示す。この例では、タイヤとして、「１９５／６５Ｒ１５」のタイヤに空気を充填する例を示す。なお、説明の簡略化のためタイヤは車両から外されて車体荷重等が付加されていない状態である。また、タイヤは、そのサイドウォール部等で湾曲形状になっていない円筒形状として容積を計算すると共に、空気が最初注入されていないものとして説明する。
【００２４】
１９５／６５Ｒ１５のタイヤ半径は３１７．２５ｍｍとなり、リム半径は１９０．５ｍｍとなる。また、タイヤ幅が１９５ｍｍなので、タイヤ容積Ｖは、｛（３１７．２５）2×π−（１９０．５）2×π｝×１９５≒３９４００×１０3ｍｍ3となる。また、タイヤ空気注入装置１０のピストン２４の半径を５０ｍｍ、ピストン２４のストロークを５０ｍｍとすると、１回のポンピングでの最大流出量Ｐは、３９０×１０3ｍｍ3となる。したがって、１９５／６５Ｒ１５のタイヤは、約１００回のポンピングで完全充填が可能となる。また、タイヤの使用推奨空気圧が２００ｋＰａの場合の必要踏力は約１０００Ｎとなる。そして、ブレーキペダル機構１２のペダル比＝３の場合、必要踏力は約３００Ｎ（３０ｋｇｆ）となる。一方、ブースト力１０倍のブースタ３４をタイヤ空気注入装置１０に接続した場合、必要踏力は約３０Ｎ（３ｋｇｆ）になる。
【００２５】
このように、ブースタ３４を備える場合、必要踏力が軽減され、ピストン２４をフルストロークで容易に操作することができる。一方、ブースタ３４を含まない構成の場合、踏込抵抗が大きくなりピストン２４のストロークが７０％程度しか得られない場合がある。つまり、１９５／６５Ｒ１５のタイヤに空気を完全充填するためのポンピング回数が増加する可能性がある。しかし、ブースタ３４を用いれば、前述した約１００回のポンピングで終了することができると共に、その労力を大幅に軽減できる。
【００２６】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  タイヤ空気注入装置、  １２  ブレーキペダル機構、  １４  ブレーキペダル、  １８  ブレーキレバー、  ２０  入力ロッド、  ２２  空気室、  ２４  ピストン、  ２６  注入管、  ２８  リターンスプリング、  ３４  ブースタ、  ４２  負圧ホース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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